TWM449307U - 矩陣觸控顯示器 - Google Patents

Description

矩陣觸控顯示器

    本創作係有關於一種矩陣觸控顯示器，尤指一種將觸控面板內部之電極線以透明材質製作之矩陣觸控顯示器，使得背光源通過矩陣觸控顯示器的可視區域增大，使顯示圖像的表現能夠更好。

    按，隨著顯示科技的進步，顯示螢幕從早先的陰極射線管(Cathode Ray Tube，CRT)演進到當前的主流液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)，由於液晶顯示器具有重量輕，體積小的優點，畫質又不輸給陰極射線管，使得液晶顯示器在量產之後，迅速佔有顯示器絕大部分的市場，而液晶顯示器發展至今，亦出現許多種類，其中，薄膜電晶體液晶顯示器(Thin film transistor LCD，TFT-LCD)係使用了薄膜電晶體技術來改善影像品質，是一種主動式矩陣LCD，應用於電視、平面顯示器及投影機上。TFT-LCD面板可視為兩片玻璃基板夾著一層液晶，上層的玻璃基板為彩色濾光片(Color Filter)，下層的玻璃基板則設置有電晶體，電流流經電晶體而產生電場變化，使液晶分子偏轉，藉以改變光線的偏極性，再透過偏光片決定畫素的明暗狀態。
    而觸控面板(Touch panel)是利用可接收觸頭，例如手指或筆尖，來輸入訊號之感應式裝置，這種裝置主要是一壓力板，壓力板對於施加之壓力具有高敏感度，當物體施壓時會產生一類比訊號，透過感測電極定位出壓力源的位置，並由控制器將該類比訊號轉換成系統可接受的數位訊號，再由系統中的觸控驅動程式整合各元件編譯，最後得到相應之結果並把結果輸出產生功效，像是按下按鍵或操控設備等，而觸控面板與LCD兩種技術結合後，便成為觸控顯示器，以顯示功能與觸控功能於一體，螢幕上所顯示之按鈕或對話框，均可利用觸控方式操作，如此，使用者接觸了螢幕上的圖形化按鈕時，會根據事先編好的程式來驅動各連接裝置，如此可取代機械式的按鈕面板，按下按鈕後經由螢幕能給予使用者相關提示或資訊，要追加或調整按鈕相關功能也很方便，不必重新製作按鈕面板，或者係為當下最為流行的平板電腦，以觸控為最主要操作方式，而不用外加滑鼠及鍵盤，大大了改善了機體之輕便程度及操控度。
    請參閱第1圖，其為習知矩陣觸控顯示器之細部結構示意圖，如圖所示，該矩陣觸控顯示器10，其包含一觸控面板11及一觸控電路14，觸控面板11包含了複數感測電極單元13、複數檢測電極線131、複數控制電極線132及複數薄膜電晶體12，該些檢測電極線131垂直設置該觸控面板11上，該些控制電極線132水平設置觸控面板11上，該些薄膜電晶體12與該些感測電極單元13、該些控制電極線132及該些檢測電極線131相耦接，觸控電路14包含一控制電路141、一訊號檢測電路142及一掃描電路143。訊號檢測電路142與該些檢測電極線131耦接，掃描電路143與該些控制電極線132耦接，控制電路141耦接掃描電路143與訊號檢測電路142，如此得到一矩陣觸控顯示器。
    惟查，由於在一般習知技術中，觸控面板11之該些控制電極線132與該些檢測電極線131之材質均使用非透明之金屬製成，該些控制電極線132與該些檢測電極線131因為不透明而清楚可見，則在這些線路可視之下，會造成該些線路形成的格子狀圖形出現於顯示器上，大大了遮蓋該矩陣觸控顯示器之可視區域，而妨礙使用者觀看。為解決習知技術中線路可視的問題，本創作提出一矩陣觸控顯示器，而有效解決習知技術留存的問題。

    本創作之目的之一，在於提供一種矩陣觸控顯示器，其藉由將該些控制電極線或該些檢測電極線為部份或全部透明，使得原本會被電極線路擋住的區域變得可視，如此增加了矩陣觸控顯示器的可視區域，使顯示圖像的表現能夠更好。
    本創作之目的之一，在於提供一種矩陣觸控顯示器，其藉由將該些控制電極線或該些檢測電極線為部份或全部透明，使得原本只能藉由佈線避開遮蔽問題，經由轉換材質成透明後，便可不必重新設計佈線，節省了佈線上的工序。
    為達上述之目的，本創作係提供一種矩陣觸控顯示器包含一觸控面板、一觸控電路與一顯示面板。觸控面板包含複數感測電極單元、複數控制電極線與複數檢測電極線。該些感測電極單元用以感測一觸控訊號，該些薄膜電晶體耦接該些感測電極單元，該些控制電極線耦接該些薄膜電晶體，該些檢測電極線耦接該些薄膜電晶體，並該些檢測電極線交錯於該些控制電極線。觸控電路與該些控制電極線及該些檢測電極線耦接，以控制該些控制電極線與該些檢測電極線偵測觸控訊號，並於觸控物體觸碰觸控面板期間得知至少一觸控位置；顯示面板設置於觸控面板之下方，用以顯示影像；其中該些控制電極線或該些檢測電極線係為部份或全部透明。如此，本創作藉由將該些控制電極線或該些檢測電極線為部份或全部透明，使得原本會被電極線路擋住的區域變得可視，如此增加了矩陣觸控顯示器的可視區域，使顯示圖像的表現能夠更好，並且使得原本只能藉由佈線避開遮蔽問題，經由轉換材質成透明後，便可不必重新設計佈線，節省了佈線上的工序。

    茲為使　貴審查委員對本創作之結構特徵及所達成之功效更有進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例圖及配合詳細之說明，說明如後：

    本創作為一種『矩陣觸控顯示器』，提供一種增加可視區域之矩陣觸控顯示器，本創作之結構改良自習知技術，將矩陣觸控顯示器當中的檢測電極線及控制電極線，改以透明材質製作，使得該些線路不再遮擋於顯示區域內，除了提昇顯示圖像表現外，更能增加市場價值。
    請參閱第2A、2B、2C圖，其為本創作矩陣觸控顯示器之第一實施例、第二實施例及第三實施例之細部結構示意圖，本創作之一矩陣觸控顯示器10包含一觸控面板11、一觸控電路14與一顯示面板20。觸控面板11為撓性或硬性之透明基板，觸控面板11包含了複數感測電極單元13、複數薄膜電晶體12、複數檢測電極線131及複數控制電極線132。該些感測電極單元13用以感測一觸控訊號，即該些感測電極單元13依據一觸控物體(例如手指或觸控筆)觸碰該些感測電極單元13而使觸控訊號產生變化。該些薄膜電晶體12耦接該些感測電極單元13，該些控制電極線132耦接該些薄膜電晶體12，而控制該些薄膜電晶體12導通或截止，該些檢測電極線131耦接該些薄膜電晶體12，並該些檢測電極線131交錯於該些控制電極線132。
    觸控電路14耦接該些控制電極線132與該些檢測電極線131，以控制該些控制電極線132與該些檢測電極線131而偵測觸控訊號，並於觸控物體(例如手指或觸控筆)觸碰觸控面板11期間得知至少一觸控位置，即觸控電路14產生複數掃描訊號並依序經過該些控制電極線132傳送該些掃描訊號至該些薄膜電晶體12，以導通該些薄膜電晶體12。觸控電路14對應該些掃描訊號而產生複數觸控驅動訊號，並經過該些薄膜電晶體12而傳送該些觸控驅動訊號至該些感測電極單元13，以偵測觸控物體觸碰該些感測電極單元13時，該些感測電極單元13的觸控訊號所產生之變化，其中，該些感測電極單元13在接收該些觸控驅動訊號，若同時接收到觸控物體觸碰時，則產生漏電流，而此漏電流會使觸控訊號產生變化，觸控電路14依據觸控訊號變化之位置並配合控制電極線132掃描之位置而得知觸控位置。
    顯示面板20設置於觸控面板11之下方，而用以顯示影像。上述的該些控制電極線132或該些檢測電極線131之部分或全部為透明。如此，本創作藉由將該些控制電極線132或該些檢測電極線131為部份或全部透明，使得原本會被電極線路擋住的區域變得可視，而增加了矩陣觸控顯示器的可視區域，使顯示圖像的表現能夠更好，並且使得原本只能藉由佈線避開遮蔽問題，經由轉換材質成透明後，便可不必重新設計佈線，節省了佈線上的工序。
    此外，本創作之觸控電路14包含一掃描電路143、一訊號檢測電路142與一控制電路141。掃描電路143耦接該些控制電極線132，並產生該些掃描訊號，而傳送該些掃描訊號經該些控制電極線132至該些薄膜電晶體12，以控制該些薄膜電晶體12導通或截止，即掃描電路143依序傳送該些掃描訊號經該些控制電極線132至該些薄膜電晶體12而依序導通該些薄膜電晶體12，訊號檢測電路142耦接該些檢測電極線131，並對應該些掃描訊號而產生複數觸控驅動訊號，且傳送該些觸控驅動訊號至該些感測電極單元13，以探測該些感測電極單元13之漏電流，控制電路141耦接掃描電路143與訊號檢測電路142，並於觸控物體觸碰觸控面板11期間控制掃描電路143與訊號檢測電路142偵測該至少一觸控位置。
    本創作之觸控電路14更包含一觸控驅動單元144。觸控驅動單元144用以產生觸控驅動訊號，並傳送觸控驅動訊號至該些感測電極單元13，於本實施例中，觸控驅動單元144設置於訊號檢測電路142內，但並不侷限將觸控驅動單元144設置於訊號檢測電路142內部，亦可設置於訊號檢測電路142外部，只要是觸控驅動單元144產生並傳送觸控驅動訊號至該些感測電極單元13的技術特徵皆是本創作所要保護的範圍。
    如第2A圖所示，其為本創作矩陣觸控顯示器之第一實施例細部結構示意圖。本實施例之矩陣觸控顯示器之觸控面板11的該些檢測電極線131之部分為透明，即本實施例之該些檢測電極線131之透明部分是使用複數透明電極線15，而該些透明電極線15是位於每一薄膜電晶體12至下一個薄膜電晶體12之間。其中，該些透明電極線15為一銦錫化合物、一氧化鋅或一奈米碳管或一石墨烯。如日後研發出其他的透明導電材質，亦可使用於本創作中，如此，該些透明電極線15之設置可根據各種矩陣觸控顯示器10為之，並無強制限定特定之更換形式。如此，本創作藉由將該些檢測電極線131為部份透明，使得原本會被電極線路擋住的區域變得可視，如此增加了矩陣觸控顯示器的可視區域，使顯示圖像的表現能夠更好，並且使得原本只能藉由佈線避開遮蔽問題，經由轉換材質成透明後，便可不必重新設計佈線，節省了佈線上的工序。
    如第2B圖所示，其為本創作矩陣觸控顯示器之第二實施例細部結構示意圖。本實施例於第2A圖之實施例不同之處，在於本實施例之矩陣觸控顯示器之觸控面板11的該些控制電極線132之部分為透明，即本實施例之該些控制電極線132之透明部分亦是使用該些透明電極線15，而該些透明電極線15是位於每一薄膜電晶體12至相鄰的薄膜電晶體12之間。如此，本創作藉由將該些控制電極線132為部份透明，使得原本會被電極線路擋住的區域變得可視，如此增加了矩陣觸控顯示器的可視區域，使顯示圖像的表現能夠更好，並且使得原本只能藉由佈線避開遮蔽問題，經由轉換材質成透明後，便可不必重新設計佈線，節省了佈線上的工序。
    如第2C圖所示，其為本創作矩陣觸控顯示器之第三實施例細部結構示意圖。本實施例係整合第2A圖與第2B圖之實施例，即本實施例之矩陣觸控顯示器之觸控面板11的該些控制電極線132與該些檢測電極線131皆為部分為透明，即該些透明電極線15是位於每一薄膜電晶體12至下一個薄膜電晶體12之間，並且該些透明電極線15是位於每一薄膜電晶體12至相鄰的薄膜電晶體12之間。如此，本創作藉由將該些控制電極線132或該些檢測電極線131為部份透明，使得原本會被電極線路擋住的區域變得可視，如此增加了矩陣觸控顯示器的可視區域，使顯示圖像的表現能夠更好，並且使得原本只能藉由佈線避開遮蔽問題，經由轉換材質成透明後，便可不必重新設計佈線，節省了佈線上的工序。
    如第2D圖所示，其為本創作矩陣觸控顯示器之第三實施例細部結構示意圖。本實施例於上述之實施例不同之處，在於本實施例之該些控制電極線132與該些檢測電極線131皆為透明，而該些控制電極線132與該些檢測電極線131之材質為銦錫化合物、氧化鋅或奈米碳管或石墨烯。如此，本創作藉由將該些控制電極線132或該些檢測電極線131為全部透明，使得原本會被電極線路擋住的區域變得可視，如此增加了矩陣觸控顯示器的可視區域，使顯示圖像的表現能夠更好，並且使得原本只能藉由佈線避開遮蔽問題，經由轉換材質成透明後，便可不必重新設計佈線，節省了佈線上的工序。
    請一併參閱第2E圖，其為本創作矩陣觸控顯示器之第四實施例之TFT半導體結構剖面圖。如圖所示，本創作之TFT半導體結構16包含一玻璃基板161、一薄膜電晶體12。薄膜電晶體12形成於玻璃基板161之上方，薄膜電晶體12包含一閘極122、一閘極絕緣層123、一半導體層121、一源極151、一汲極152與一第一絕緣層163。閘極122設置於玻璃基板161之上方，閘極絕緣層123形成於閘極122之上方，半導體層121形成於閘極絕緣層123之上方，源極151與汲極152形成於半導體層121之上方，並源極151位於半導體層121之一側，而汲極152位於半導體層121之另一側，第一絕緣層163形成於源極151與汲極152之上方，以形成薄膜電晶體12。其中，源極151與汲極152為透明以增加矩陣觸控顯示器的可視區域，使顯示圖像的表現能夠更好。
    此外，本創作之TFT半導體結構16更包含感測電極單元13。感測電極單元13形成於第一絕緣層163之上方，並經第一絕緣層163而與薄膜電晶體12的汲極152連接。
    綜上所述，本創作為一種矩陣觸控顯示器包含一觸控面板、一觸控電路與一顯示面板，觸控電路控制觸控面板進行觸控，而顯示面板設置於觸控面板之下方以顯示影像，觸控面板包含複數感測電極單元，用以感測一觸控訊號；複數薄膜電晶體耦接於該些感測電極單元；複數控制電極線耦接該些薄膜電晶體，以控制該些薄膜電晶體導通或截止；以及複數檢測電極線耦接該些薄膜電晶體，並該些檢測電極線交錯於該些控制電極線，其中，該些控制電極線或該些檢測電極線係為部份或全部透明。如此，本創作使得原本會被電極線路擋住的區域變得可視，如此增加了矩陣觸控顯示器的可視區域，使顯示圖像的表現能夠更好。
    雖然本創作已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何熟習此技術者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧矩陣觸控顯示器
11‧‧‧觸控面板
12‧‧‧薄膜電晶體
121‧‧‧半導體層
122‧‧‧閘極
123‧‧‧閘極絕緣層
13‧‧‧感測電極單元
131‧‧‧檢測電極線
132‧‧‧控制電極線
14‧‧‧觸控電路
141‧‧‧控制電路
142‧‧‧訊號檢測電路
143‧‧‧掃描電路
144‧‧‧觸控驅動單元
15‧‧‧透明電極線
151‧‧‧源極
152‧‧‧汲極
16‧‧‧TFT半導體結構
161‧‧‧玻璃基板
163‧‧‧第一絕緣層
20‧‧‧顯示面板

第1圖為習知矩陣觸控顯示器之細部結構示意圖；
第2A圖為本創作矩陣觸控顯示器之第一實施例細部結構示意圖；
第2B圖為本創作矩陣觸控顯示器之第二實施例細部結構示意圖；
第2C圖為本創作矩陣觸控顯示器之第三實施例細部結構示意圖；
第2D圖為本創作矩陣觸控顯示器之第四實施例細部結構示意圖；及
第2E圖為本創作矩陣觸控顯示器之第四實施例之TFT半導體結構剖面圖。

10‧‧‧矩陣觸控顯示器

11‧‧‧觸控面板

12‧‧‧薄膜電晶體

13‧‧‧感測電極

131‧‧‧檢測電極線組

132‧‧‧控制電極線組

14‧‧‧觸控電路

141‧‧‧控制電路

142‧‧‧訊號檢測電路

143‧‧‧掃描電路

144‧‧‧觸控驅動單元

15‧‧‧透明電極線

Claims (9)

1. 一種矩陣觸控顯示器，其包含：
   一觸控面板，其包含：
   複數感測電極單元，用以感測一觸控訊號；
   複數薄膜電晶體，耦接於該些感測電極單元；
   複數控制電極線，該些控制電極線耦接該些薄膜電晶體，以 控制該些薄膜電晶體導通或截止；以及
   複數檢測電極線，該些檢測電極線耦接該些薄膜電晶體，並且該些檢測電極線交錯於該些控制電極線；
   一觸控電路，與該些控制電極線及該些檢測電極線耦接，以控制該些控制電極線與該些檢測電極線而偵測該觸控訊號，並於一觸控物體觸碰該觸控面板期間得知至少一觸控位置；及
   　 一顯示面板，設置於該觸控面板之下方，用以顯示影像；
   　 其中，該些控制電極線或該些檢測電極線係為部份或全部透明。
2. 如申請專利範圍第1項所述之矩陣觸控顯示器，其中該觸控電路包含：
   一掃描電路，耦接該些控制電極線，並產生複數掃描訊號，而傳送該些掃描訊號至該些薄膜電晶體；
   一訊號檢測電路，耦接該些檢測電極線，並對應該些掃描訊號而產生複數觸控驅動訊號，且傳送該些觸控驅動訊號至該些感測電極單元，以探測該些感測電極單元之漏電流；以及
   一控制電路，耦接該掃描電路與該訊號檢測電路，而控制該掃描電路與該訊號檢測電路偵測觸控位置。
3. 如申請專利範圍第2項所述之矩陣觸控顯示器，其中該訊號檢測電路包含：
   一觸控驅動單元，用以產生該觸控驅動訊號，並傳送該觸控驅動訊號至該些感測電極單元。
4. 如申請專利範圍第1項所述之矩陣觸控顯示器，其中該些控制電極線或該些檢測電極線之透明部分為一透明電極線。
5. 如申請專利範圍第4項所述之矩陣觸控顯示器，其中該透明電極線為一銦錫化合物、一氧化鋅、一奈米碳管或一石墨烯。
6. 如申請專利範圍第1項所述之矩陣觸控顯示器，其中該些控制電極線及該些檢測電極線之材質為一銦錫化合物。
7. 如申請專利範圍第1項所述之矩陣觸控顯示器，其中該些控制電極線及該些檢測電極線之材質為一氧化鋅。
8. 如申請專利範圍第1項所述之矩陣觸控顯示器，其中該些控制電極線及該些檢測電極線之材質一奈米碳管或一石墨烯。
9. 如申請專利範圍第1項所述之矩陣觸控顯示器，其中該觸控面板之一基板為撓性或硬性之透明基板。